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Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Neuronas de Aplysia Fisiología de las Neuronas Capítulo 48 Dr. Fernando J. Bird-Picó Departamento de Biología Recinto Universitario de Mayagüez Homeostasis • Cada estímulo sigue un paso determinado a través de un sistema nervioso, que incluye recepción, transmisión a los centros operadores que pueden ser el cordón espinal o el cerebro en donde ocurre integración (análisis del estímulo) y la respuesta transmisión desde la parte integradora a los efectores apropiados. Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 • Neuronas aferentes transmiten información en forma de impulso nervioso desde el receptor (órganos de sentido) al cerebro. En cambio, las neuronas eferentes comunican el mensaje de respuesta al estímulo desde el cerebro hasta las células efectoras (motoras, glandulares, etc.). 1 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Figure 48.3 Sistema Nervioso Vertebrado: SNC y SNP Figure 48.4 Dendrites Stimulus Integration Sensor Axon hillock Nucleus Sensory input Cell body Presynaptic cell Axon Signal direction Motor output Synapse Synaptic terminals Effector Peripheral nervous system (PNS) Synaptic terminals Central nervous system (CNS) Neurotransmitter Postsynaptic cell Estructura de la Neurona Neuroglias: apoyo a neurona Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 2 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Tipos de Neuronas Figure 48.5 Tipos de neuronas Dendrites Axon Cell body Portion of axon Sensory neuron Interneurons Motor neuron Figure 48.13 Node of Ranvier Tipos de neuronas Layers of myelin Axon Schwann cell Axon Myelin sheath Nodes of Ranvier Schwann cell Nucleus of Schwann cell Neurona mielinada 0.1 µm Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 3 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Detalle de célula de Schwann y los oligodendrocitos Potencial de reposo en la membrana de la neurona Figure 48.11-5 Key Na+ K+ Película: Potencial de reposo Action potential OUTSIDE OF CELL Sodium channel 3 0 −50 2 Depolarization 4 Falling phase of the action potential +50 Membrane potential (mV) 3 Rising phase of the action potential Threshold 2 1 4 5 1 Resting potential −100 Time Potassium channel INSIDE OF CELL Inactivation loop 1 Resting state Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 5 Undershoot 4 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Figure 48.12-1 Película: propagación del potencial Axon Plasma membrane Action potential 1 Na+ Figure 48.12-2 Cytosol Figure 48.12-3 Axon Axon Plasma membrane Action potential 1 Plasma membrane Action potential 1 Na+ K+ 2 Na+ Cytosol Action potential Na+ K+ 2 K+ Cytosol Action potential Na+ K+ K+ 3 Action potential Na+ K+ Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 5 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Figure 48.14 Figure 48.15 Conducción saltatoria Presynaptic cell Axon Schwann cell Sinapsis: Dendritas y Axonas Postsynaptic cell Synaptic vesicle containing neurotransmitter 1 Depolarized region (node of Ranvier) Postsynaptic membrane Synaptic cleft Cell body Myelin sheath Axon Presynaptic membrane 3 K+ Ca2++ 2 Voltage-gated Ca2++ channel Table 48.2 Ligand-gated ion channels 4 Na+ Table 48-1 Neurotransmisores • Se han identificado más de 100, que se catalogan en cinco (5) grupos • Un neurotransmisor puede tener hasta una docena de receptores diferentes Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 6 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Dirección y velocidad Película: sinápsis • Conducción ortodrómica • Conducción antidrómica • Axonas gigantes de calamar: mayor diámetro • neuronas mielinadas Figure 48.17 Integración de información Terminal branch of presynaptic neuron E1 Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 E2 E1 E1 E2 E1 E2 E2 Axon hillock Postsynaptic neuron I I I Membrane potential (mV) • potencial de excitación postsinaptica (PEPS), dicha sinapsis se le conoce como sinapsis excitatoria. • potencial de inhibición postsinaptica (PIPS), la sinapsis se le conoce como sinapsis inhibidora, hiperpolariza la membrana • Sumación: cuando se necesita mas de un PEPS para lograr el potencial de acción. Puede ser temporal (estímulos repetidos en secuencia se suman) o espacial (varias axonas estimulan varios puntos simultáneamente). I 0 Action potential Threshold of axon of postsynaptic neuron Action potential Resting potential − 70 E1 E1 (a) Subthreshold, no summation E1 E1 (b) Temporal summation E1 + E2 (c) Spatial summation E1 I E1 + I (d) Spatial summation of EPSP and IPSP 7 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas 54.32 Knee-Jerk Reflex Slide number: 1 Spinal cord Acción Reflejo Dorsal root ganglion • Tambien llamada arco reflejo • El impulso nervioso sólamente llega a nivel del cordón espinal y no al cerebro. Nerve fiber Sensory neuron Stretch receptor (muscle spindle) Skeletal muscle Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Specialized muscle fibers (spindle fibers) Spindle Patella sheath Fibula Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 54.32 Knee-Jerk Reflex 54.32 Knee-Jerk Reflex Slide number: 2 Spinal cord Slide number: 3 Spinal cord Dorsal root ganglion Stretch receptor (muscle spindle) Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Specialized muscle fibers (spindle fibers) Spindle Patella sheath Fibula Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 Dorsal root ganglion Nerve fiber Sensory neuron Skeletal muscle Nerve fiber Sensory neuron Stretch receptor (muscle spindle) Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Skeletal muscle Specialized muscle fibers (spindle fibers) Spindle Patella sheath Fibula Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 8 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas 54.32 Knee-Jerk Reflex 54.32 Knee-Jerk Reflex Slide number: 4 Spinal cord Slide number: 5 Spinal cord Dorsal root ganglion Stretch receptor (muscle spindle) Skeletal muscle Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Dorsal root ganglion Nerve fiber Sensory neuron Specialized muscle fibers (spindle fibers) Stretch receptor (muscle spindle) Skeletal muscle Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Spindle Patella sheath Nerve fiber Sensory neuron Fibula Specialized muscle fibers (spindle fibers) Spindle Patella sheath Fibula Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 54.32 Knee-Jerk Reflex 54.32 Knee-Jerk Reflex Slide number: 6 Spinal cord Slide number: 7 Spinal cord Dorsal root ganglion Stretch receptor (muscle spindle) Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Specialized muscle fibers (spindle fibers) Spindle Patella sheath Fibula Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 Dorsal root ganglion Nerve fiber Sensory neuron Skeletal muscle Nerve fiber Sensory neuron Stretch receptor (muscle spindle) Motor neuron Gray matter White matter Monosynaptic synapse Quadriceps Femur muscle (effector) Patellar ligament Tibia Skeletal muscle Specialized muscle fibers (spindle fibers) Spindle Patella sheath Fibula Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 9 Biol 3052 - Capítulo 48 - Fisiología Neuronas Integración Circuitos convergentes y divergentes Circuito reverberante Dr. Fernando J. Bird-Picó 2016 10
